光通量测量课件.ppt
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- 光通量 测量 课件
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1、光通量测量 球形光度计照度积分法一、积分球理论v理想积分球: (1)积分球内部为一完整的理想几何体; (2)球内壁为中性各向同性漫反射面,处处反射率相等; (3)球内不存在其他物体,包括光源(光源被假想为理想的点光源);v积分球参数:半径r、反射比、总光通量。朗伯面的总光通量(复习)dIrrdrIdcossin2sin2cos020I0SdI0I理论计算v点光源S发出的光照射到面元dA,照度为E,反射出来的光通量是*E。v因为是漫反射面,所以亮度为vL= *E/ABSvA处的反射光在点B处的照度为v而AB=2rcos,代入v再代入L,221cosABLdAdE 214rLdAdE 214 rE
2、dAdEv对上式进行积分2114 rEdAdEE22144rEdArEv同理可得:v所以v其中, 被称为等价透过系数。142rEE总2224 rE2334 rE1v结论:反射照度和总光通量成正比。v如有一标准光源的光通量s为已知,可用积分球测出其照度Es和待测灯具照度Et,可求出待测灯具总光通量。v t=s*Et/Es二、球形光度计v积分球(乌布利希球):(1)球体:曲率半径处处相等,密闭性好;(2)窗口:直径20mm40mm(和积分球具体半径有关)。(3)安装:标准灯和待测灯都安装在球心位置或者球壁上。(4)挡屏:在灯具和窗口之间应加一块挡屏,避免灯光直射窗口。挡屏以刚好把射向窗口的光线挡住
3、为准。(5)涂料:硫酸钡(6)光度计:和光强探测器相同。v曲率半径:和曲线内某一点相切的最大圆的半径就是曲线在该切点的曲率半径。v曲率半径可以用来描述曲线在某个位置的弯曲程度。r1r2v球的直径大于待测光源线度的610倍。v常见积分球半径:1m。v小积分球半径: 60mm0.1m。vNIST:直径2.5m。v50mm的积分球基本不可用。vV()滤光器:让光度计的光电特性曲线符合人眼视觉灵敏度曲线。v安装:灯具一般安装在球心位置,可以使得不均匀性降到最小。v挡屏:挡屏距离球心距离为1/31/2半径。挡屏大小可由几何作图法求得。v设光源的最大尺寸为设光源的最大尺寸为2b,2b,窗口的直径为窗口的直
4、径为2a,2a,挡屏距离挡屏距离球心距离为球心距离为1/3r1/3r,挡屏的半径为,挡屏的半径为d d可由下图求出可由下图求出2 b2 aAcCr23dr132223()()33rccbadababarv硫酸钡:化学稳定性好,不易变色或玷污,光谱选择性少。反射率0.89。v热负荷小于160W/m2 2KW2m。v掺杂:蓝色染料。()()1-()测量步骤v把标准灯装在球心点燃510分钟,记下光电流ms后,把电源关掉,取下标灯;v装上待测灯点燃515分钟待其稳定后,记下光电流mx、P灯(U灯、I灯)v据x=(is/ix)s计算出灯的总光通量。(注:应加入修正参数后计算,且需要多次测量求平均值)积分
5、球测量图示积分球测量图示三、校正v1.光分布修正:用分布光度计精确测量其总光通量,和积分球测量结果比较可以得到修正参数。v2.光谱失配修正:目的是为了让光度计的光谱特性符合人眼明亮度视觉特性。v3.光度计响应稳定度修正:光电仪器响应参数随时间变化时需要进行修正。v4.自吸收校正:灯具自身对发出的光的吸收(不管是发光部分还是不放光部分都会吸收)。自吸收校正方式辅助灯(点燃)辅助灯(点燃)挡屏挡屏挡屏挡屏探探测测器器未装待未装待测灯具测灯具辅助灯(点燃)辅助灯(点燃)挡屏挡屏探探测测器器装上待装上待测灯具测灯具(不点燃)挡屏挡屏读数:读数:m0读数:读数:m灯灯v辅助灯:和待测灯具具有相同光谱分布
6、的灯(最好和待测灯具是同一类型的灯具)。v两次测量的读数分别为m0、m灯。则吸收修正参数为v m0/m灯v所以测量结果v 标标标待待待mm进一步修正v实验一:在积分球内不同位置放置待测灯具,并测量光通量。LED灯具灯具探探测测器器窗窗口口挡屏挡屏12345位置光通量11.07521.07731.07641.07651.078阴影实验结论:自吸收与灯具位置基本无关结论:自吸收与灯具位置基本无关实验二、不同尺寸的影响LED类型总光通量影响放置LED不放LED3mm0.7310.7624.24%5mm1.0771.1126.25%8mm1.7511.9249.88%结论:结论:LED灯具越大,自吸收
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